DE3522171A1

DE3522171A1 - Evolventen-radialkolben-maschine

Info

Publication number: DE3522171A1
Application number: DE19853522171
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Individual
Current assignee: HESSELMANN, HEINZ, 46562 VOERDE, DE
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1987-01-02
Also published as: DE3522171C2

Description

Bei den bekannten Radialkolbenpumpen, werden die Kolben von einem Exzenter oder von einer Kurbelwelle bewegt.

Wenn man von der oberen Totlage des Kolbens ausgeht, so stellt sich die untere Totlage nach einer Drehung von 180° des Kreisexzenters oder Kurbel ein. Da sich die Kolben-Beschleunigung und Verzögerung während der Drehung von 180° vollzieht, können die Ölströme in den Totlagen durch ein Druck- und Saugventil getrennt werden.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Radialkolbenpumpe und einen Radialkolbenmotor so zu verbessern, daß unter Beibehaltung eines pulsationsfreien Förderstromes, die Übertragung der Kräfte zwischen Kolben und Zylinder möglichst verlustfrei erfolgt und der mechanische Wirkungsgrad verbessert wird.

Die Evolventen-Radialkolben-Maschinen besitzen eine Steuerkurve, die im druckhubberzeugenden Bereich linear ist. Deshalb müssen die Beschleunigungs- und Verzögerungskurven außerhalb des druckhuberzeugenden Bereiches angeordnet sein. Dieses hat zur Folge, daß sich der Kolbenhub um den Verzögerungs- und Beschleunigungsweg vergrößert, wie das aus Bild 1 und 2 hervorgeht. Bei Beginn und Ende des Druckhubes müssen die Ölströme durch ein Ein- und Auslaßventil gesteuert werden (Servoventile).

Die Steuerkurve einer Evolventen-Radialkolben-Maschine, ist in ihrer äußeren Begrenzung, im druckhuberzeugenden Bereich eine Evolvente und im drucklosen Bereich eine Sinoide. Die Wendetangenten der Sinoide, im Anschluß vor und hinter der Evolvente, besitzen die gleiche Neigung wie die Tangente der Evolvente. Hierdurch führt das Abfahren der Evolvente mit einer Rolle, zu keinerlei Verfälschungen der Kolbengeschwindigkeit (s. Abb. 1).

Da bei der Archimedischen Spirale die Polarsubnormale ON = a = konstant ist, läßt sich die Archimedische Spirale in angenäherter Form in der Weise verwenden, wie die Evolvente als Steuerkurve zur Erzeugung eines konstanten Drehmomentes.

Im Bereich größerer Polarwinkel Ψ, legt sich die Tangente der Archimedischen Spirale mit immer geringeren Abweichungen tangential an den Kreis mit dem Radius a an.

Bildet man den Querschnitt einer Welle in der Weise aus, daß die äußere Begrenzung im druckhuberzeugenden Teil eine Archimedische Spirale und im drucklosen Bereich eine Sinoide darstellt und fernerhin die Zylinder am Umfang so anordnet, daß sie senkrecht zur Tangente stehen, dann können die Zylinderkolben, wenn sie mit Drucköl beaufschlagt werden, ein annähernd konstantes Drehmoment erzeugen.

Wenn die druckhuberzeugende Kraft von der Welle ausgeht, kann eine fast gleichmäßige, pulsationsarme Geschwindigkeit erzeugt werden. Zur weiteren Erläuterung dienen die beigefügten Zeichnungen 3 und 4.

Claims

Radialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit mehreren Kolben, mit einer den Kolbenhub erzeugenden bzw. das Drehmoment übertragenden Steuerkurve, die so gestaltet ist, daß im Arbeitsbereich die Summe der Geschwindigkeiten der einzelnen Kolben zu jedem Zeitpunkt einer Wellenumdrehung gleich groß ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die den Kolbenhub bzw. das Drehmoment übertragende Steuerkurve im Arbeitsbereich (1) die äußere Form einer Evolvente (2) aufweist,
daß die Zylinder (3) so angeordnet sind, daß ihre Mittellinien (4) sich tangential (5) an den Grundkreis (6) der Evolvente anlegen, nach Patentanmeldung P 33 47 133, 9-15, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß der Kolbenhub außerhalb des Druckbereiches von einer Sinoide gesteuert wird,
- b) daß am Anfang und am Ende des durch die Evolvente bedingten Kolbenhubes zwei Ventile wirksam werden.
- c) daß die Archimedische Spirale im Bereich größerer Polarwinkel Ψ, stellvertretend für die Evolvente in Funktion und Wirkung eingesetzt werden kann.